楊望東 孫磊 張川
摘要:隨著基于MBD環(huán)境的三維設(shè)計(jì)、工藝和制造技術(shù)的發(fā)展,構(gòu)建數(shù)字化軍檢新模式,充分利用數(shù)字化手段進(jìn)行軍檢驗(yàn)收工作成為未來軍檢活動(dòng)的發(fā)展方向,相比傳統(tǒng)軍檢方式存在的不足,本文對基于MBD環(huán)境下數(shù)字化軍檢的優(yōu)勢和發(fā)展前景做了探討。
關(guān)鍵詞:MBD;三維設(shè)計(jì);數(shù)字化;軍檢
前言
當(dāng)下,隨著數(shù)字信息時(shí)代的到來,國防科技工業(yè)飛速發(fā)展,傳統(tǒng)軍檢技術(shù)存在質(zhì)量監(jiān)督方式落后、檢驗(yàn)效率低下等一系列問題,難以滿足新形勢下高精尖裝備研制工作的要求,在一定程度上制約了裝備建設(shè)發(fā)展。2012年,總裝備部在A號文件中,正式提出了“軍檢數(shù)字化”的要求,隨著數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)代裝備研制、生產(chǎn)、制造的數(shù)字化、信息化、智能化程度越來越高,我國對與數(shù)字化三維設(shè)計(jì)、三維工藝、智能制造密切相關(guān)的數(shù)字化軍檢技術(shù)需求越來越迫切。因此,充分運(yùn)用數(shù)字信息手段,探索和構(gòu)建數(shù)字化軍檢新模式,提高軍檢工作的準(zhǔn)確性、規(guī)范性、高效性等,成為新時(shí)代背景下軍檢工作的發(fā)展趨勢[1-3]。
1 傳統(tǒng)軍檢方式存在的不足
當(dāng)前裝備的質(zhì)量監(jiān)督是基于人工的檢驗(yàn)?zāi)J?,需要軍代表在各檢驗(yàn)任務(wù)中來回奔波,這種巡回式的軍檢模式實(shí)質(zhì)上是一種以產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量檢測為主,經(jīng)驗(yàn)主導(dǎo)、事后把關(guān)的監(jiān)督方式,具有高強(qiáng)度、高負(fù)荷及效率低下等問題,無法實(shí)現(xiàn)對過程質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督,不能滿足復(fù)雜裝備生產(chǎn)質(zhì)量及周期要求。主要表現(xiàn)在:①檢測工藝規(guī)劃手段落后。檢測人員通過手工方式憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行檢測規(guī)劃,檢測方案缺乏優(yōu)化;②檢測工作效率低。需要耗費(fèi)大量的人力、物力,且多屬于重復(fù)性勞動(dòng),勞動(dòng)強(qiáng)度大,效率低;③檢測數(shù)據(jù)獲取實(shí)時(shí)性差。軍檢信息通過人工方式層層上報(bào)方式獲得,軍代表很難在第一時(shí)間獲得準(zhǔn)確的檢測信息;④過程狀態(tài)難追溯:裝備檢驗(yàn)驗(yàn)收的記錄大多是階段性定性描述,不能準(zhǔn)確描述裝備所處的技術(shù)狀態(tài),一旦發(fā)生故障,從記錄上分析查找原因較為困難;⑤歷史數(shù)據(jù)難復(fù)用:裝備在性能改進(jìn)或后續(xù)批生產(chǎn)質(zhì)量控制過程中,往往需要對其歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和借鑒使用,而當(dāng)前裝備歷史數(shù)據(jù)大多記載于紙質(zhì)且保存分散、格式不一,再生利用率比較低。
2 數(shù)字化軍檢的優(yōu)勢
軍代表在裝備研制、生產(chǎn)和技術(shù)服務(wù)過程中,利用先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)開展數(shù)字化軍檢,實(shí)現(xiàn)質(zhì)量監(jiān)督和軍檢驗(yàn)收,具有以下優(yōu)勢:①檢驗(yàn)手段智能化。以數(shù)字化信息為主,將裝備特征信息直接上傳至用戶端,極大地簡化了操作過程,縮短了檢驗(yàn)周期;②信息處理數(shù)字化。實(shí)現(xiàn)無紙化記錄檢測信息,突破時(shí)間和空間的限制,多向傳送監(jiān)測信息,隨時(shí)調(diào)取歷史檢測信息;③提升軍檢工作的效率和準(zhǔn)確性。極大地減少了檢驗(yàn)過程的重復(fù)工作,采用同一檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、同一檢驗(yàn)流程,降低了人為參與產(chǎn)生的誤差,方便軍代表對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘,排查隱患,使得軍檢工作更加規(guī)范、高效。
3 基于MBD環(huán)境下的數(shù)字化軍檢
3.1基于MBD環(huán)境下的數(shù)字化軍檢的概念
MBD(Model Based Definition)是一種通過數(shù)據(jù)集來定義產(chǎn)品信息的方法,是波音公司最新先行的新一代產(chǎn)品定義方法,美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)ASME在此基礎(chǔ)上把它發(fā)展成國際標(biāo)準(zhǔn)ASME Y14.41-2003,后修訂為ASME Y14.41-2012,歐洲在借鑒美國標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上也制定了相應(yīng)的MBD標(biāo)準(zhǔn)ISO 16792-2003,后修訂為ISO 16792-2015,美國軍方、國防部為了加快企業(yè)數(shù)字化建設(shè),建立基于模型的企業(yè)MBE,要求旗下的供應(yīng)商采用MBD技術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品,并制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-31000A,我國參照ISO16792,結(jié)合國內(nèi)制造業(yè)現(xiàn)狀制定了GB/T 24734-2009,而所有類似標(biāo)準(zhǔn)的制定,其目的是想把企業(yè)從傳統(tǒng)的以圖紙為中心轉(zhuǎn)化到以模型為中心,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能制造。
MBD模型中包含全部的產(chǎn)品制造信息PMI,基于MBD模型的檢測數(shù)據(jù)主要包含的信息如圖1所示,主要包括尺寸、形狀、定位、輪廓和裝配信息等等?;谀P投x(MBD)環(huán)境下裝備數(shù)字樣機(jī)的軍檢,以產(chǎn)品的三維模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),有效提取產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝數(shù)據(jù)作為檢驗(yàn)檢測的依據(jù),如圖2,通過數(shù)字化信息系統(tǒng)和設(shè)備,識別和記錄產(chǎn)品的檢測信息,并存儲(chǔ)到檢測數(shù)據(jù)系統(tǒng),從而和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,給出合理的檢測結(jié)果,完成對裝備樣機(jī)的軍檢過程。
基于MBD的裝備軍檢流程如圖3所示,產(chǎn)品研制單位在PDM系統(tǒng)或者PLM系統(tǒng)中發(fā)起軍檢流程并提交軍檢數(shù)據(jù)資料,軍代表選擇待檢產(chǎn)品和待檢指標(biāo),對指標(biāo)符合性進(jìn)行對比檢查并給出判定結(jié)果。
3.2基于MBD環(huán)境下的數(shù)字化軍檢的功能
研究基于MBD環(huán)境下數(shù)字化軍檢驗(yàn)收的工作模式和流程,能夠解決傳統(tǒng)軍檢過程中檢測工藝規(guī)劃手段落后、檢測任務(wù)量大、檢測工作依賴人工、檢測過程繁瑣、質(zhì)量檢驗(yàn)“檢而不精、測而不準(zhǔn)”、裝備實(shí)物加工和裝配精度檢測效率低、檢測結(jié)果“事后把關(guān)、難以預(yù)防”、過程狀態(tài)難追溯、歷史數(shù)據(jù)難利用、檢測結(jié)果缺乏有效管理等方面的問題。
開展基于MBD環(huán)境的數(shù)字化軍檢,通過應(yīng)用軍檢數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)提取和可視化技術(shù),實(shí)現(xiàn)軍檢的實(shí)時(shí)過程監(jiān)測,能夠提升數(shù)字化軍檢理論水平,有效指導(dǎo)未來數(shù)字化軍檢的工作,提升軍代表實(shí)時(shí)獲取裝備的監(jiān)測設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和交付數(shù)據(jù)和狀態(tài)的能力,有效提升制造精度檢測的效率和準(zhǔn)確性,實(shí)現(xiàn)軍檢驗(yàn)收的數(shù)字化和智能化,為我國裝備研制生產(chǎn)過程質(zhì)量監(jiān)督能力、效率和水平的全面提升打下基礎(chǔ)。
3.3應(yīng)用前景和展望
數(shù)字化軍檢系統(tǒng)的實(shí)施使得武器裝備質(zhì)量檢驗(yàn)以同一檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、同一檢驗(yàn)流程、同一檢驗(yàn)方法進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)從提交審查、軍檢活動(dòng)實(shí)施、過程記錄、逐級簽審、合格判定等整個(gè)軍檢工作的規(guī)范化、正規(guī)化。
基于MBD環(huán)境下的數(shù)字化軍檢,將三維設(shè)計(jì)成果融入到對應(yīng)的檢驗(yàn)計(jì)劃制定過程中,支持檢驗(yàn)計(jì)劃三維化需求,實(shí)時(shí)采集和記錄現(xiàn)場產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù),并能與制造執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行集成,擺脫傳統(tǒng)依附工藝指令驗(yàn)收產(chǎn)品的傳統(tǒng)模式,在信息化共享的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、工藝、檢驗(yàn)的完美對接,徹底打通數(shù)字化設(shè)計(jì)、工藝、制造、檢驗(yàn)的全流程[4-6]。
開展MBD環(huán)境下數(shù)字樣機(jī)軍檢驗(yàn)收流程及其技術(shù)方法的研究,實(shí)現(xiàn)MBD環(huán)境下裝備軍檢驗(yàn)收的自動(dòng)化和可視化,能夠?qū)崿F(xiàn)裝備軍檢效率的顯著提升,促進(jìn)裝備質(zhì)量監(jiān)督工作高質(zhì)量快速發(fā)展,是未來裝備樣機(jī)軍檢的發(fā)展方向。
4 結(jié)束語
隨著基于MBD環(huán)境的三維設(shè)計(jì)、工藝和制造技術(shù)的發(fā)展,開展基于MBD環(huán)境下的數(shù)字化軍檢的探索和實(shí)施,是提高軍檢效率和規(guī)范化的有效途徑,是適應(yīng)裝備信息化建設(shè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要,能夠推動(dòng)武器裝備智能制造和智能檢測技術(shù)的發(fā)展。
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